CC BY
9инструмент 'ЩШШШЯШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШШ обработка металлов С^д
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ ЧЕРВЯЧНЫЕ ФРЕЗЫ
Н.Я. СМОЛЬНИКОВ, профессор, доктор техн. наук, Г. Г. СКРЕБНЕВ, доцент, канд. техн. наук, Вол Г ГТУ, г. Вол оград
В современных машинах и приборах большое применение находят зубчатые кслеса, производство которых трудоемко и дорого. Основным методом нарезания зубьев цилиндрических зубчатых колес в условиях индивидуального, серийного и масссового производств является зубофрезерование червячно-модульными фрезами. Червячно-модульные фрезы, при всех своих достоинствах, обладают существенным недостатком - низкой стойкостью и неравномерным износом зубэев как по витку, так и по профилю. В результате наиболее изношенными оказываются 1-2 зуба на витке фрезы, которые и определяют степень износа инструмента в целом. В связи с низкими режимами резания на операциях зубофрезерования занят большой парк зуборезных станков, используются значительные производственные площади, расходуется большое количество дорогостоящих фрез. Только на заводах сельскохозяйственного машиностроения расходовалось червячных фрез на сумму 5 млн 800 тыс. рублей (в ценах 1989 года). Одним из перспективных направлений совершенствования стойкостных параметров прсцесса зубофрезерования является применение червячно-модульных фрез с новыми схемами резания. Такие фрезы обеспечивают значительный экономический эффект по сравнению со стандартными при затратах на их изготовление, не пэе-вышакхцих 5 - 10 % от стоимости обычных фрез
Впервые схемы резания, основанные на различной модификации профиля зубьев по витку фрезы, были предложены профессором С.Н. Медведицковым [1].
При свободном резании стружка сходит по передней грани инструмента в направлении, перпендикулярном к режущей кромке. При несвободном резании стружка отклоняется от нормали в направлении движения смежной стружки, причем угол отклонения будет тем больше, чем больше толщина стружки, срезаемой сопряженной кромкой. У стандартных червячных зуборезных фрез наиболэший локальный износ имеют зубья, работающие одновременно тремя режущими кромками и предопределяющие тем самым взаимодействие трех одновременно сходящих потоков стружки. Исходя из причин локального износа и повышения удельной силы резания, был сделан вывод, что для увеличения стойкости червячных зуборезных фрез и уменьшения силы резания необходимо снизить до минимума деформации слоев, срезаемых боковыми режущими кромками зубьев, и в особенности выходными, что достигается за счет изменения схемы резания обычной фрезы. Для того чтсбы увеличить стойкость фрезы, необходимо обеспечить лучшие условия для схода стружки. Помимо известных схем резания: прогрессивной, вершинонагруженной и с по-
переменно-на1 руженными боковыми сюронами результатом большого цикла последних исследований стали конструкции производительных червячных зуборезных фрез, описанные в приведенных патентах Российской Федерации [2,3].
Патент [2] предусматривает следующую модификацию профиля: зубья фрезы, уменьшенные по толщине (1), чередуются через один по витку с зубьями, заниженными по высоте (2), с общим участком профиля (рис. 1): последний выполнен в виде радиуса, которым сопряжены периферийная кромка уменьшенного по толщине зуба и боковые кромки заниженного по высоте зуба; при этом центр указанного радиуса расположен на биссектрисе угла, образованного упомянутыми режущими кромками, принадлежащими соседним по витку зубьям. Подобная модификация профиля зубьев фрезы прежде всего приводит к значительному снижению шероховатости переходных поверхностей зубьев нарезаемого колеса, а за счет общего участка низкого и высокого профилей в целом улучшает качество обрабатываемых зубчатых колес. За счет сопряжения радиусных и прямолинейных участков зубьев в предложенной фрезе упрощается изготовление последних, так как затылование радиусов производится на всех зубьях в один переход.
6 , б
т
Рис. 1. Модификация профиля зубьев фрезы - «с одним радиусом»
Согласно [3] зубья червячной зуборезной фрезы выполнены уменьшенными по толщине и чередующимися через один с режущими зубьями, выполненными занижен! 1ЫМИ по оысотс, при отом каждый из зубьсо имс ет общий участок профиля, совпадающий с полным профилем на протяжении 0,025/л по высоте ниже вершины головки заниженного зуба (рис. 2), и передний угол, образованный передней поверхностью зуба и радиальной плоскостью фрезы. В предлагаемой конструкции фрез передняя поверхность зубьев, уменьшенных по толщине, выполнена в виде двух участков, один из которых
№3(32)2006 17
CJyi ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ
УПРОЧНЕНИЕ ВЗРЫВОМ
примыкает к периферийной режущей кромке и ограничен радиусом, величина которого выбрана по формуле ЯГгао-(е+0,025т).
Рис.2. Модификация профиля зубьев фрезы - «с нулевым передним углом фасок»
Предлагаемая фреза содержит четное число реек с зубьями, расположенными по винтовой линии. Зубья нечетных реек (1,3,5.7,9,11) имеют стандартную высоту и переднюю поверхность, состоящую из дзух участков: участка с нулевым передним углом и участка з максимальным передним углом, разделенных линией пересечения образующей цилиндра радиуса К=Г(Ю-(е+0,025т), где гао - радиус наружного цилиндра фрезы; е - величина занижения; т - модуль. Зубья четных реек (2,4.6.8,12) занижены по высоте и имеют нулевой передний угол.
Схема шлифования профилей зубьев, уменьшенных
по толщине, и заниженных зубьев осуществляется так же, как и при шлифовании стандартных фрез. Максимальный передний угол на участке зуба, уменьшенного по толщине, обеспечивается фрезерованием стружечных канавок дисковыми фрезами с соответствующими углами профиля и последующей заточкой.
Такая конструкция фрезы позволяет улучшить условия работы зуба, уменьшенного по толщине, изменив за счет введения максимального переднего угла на участке ниже линии пересечения передней поверхности образующей цилиндра радиуса Я1 направления схода стружек, срезаемых боковыми режущими кромками, тем самым снизиб их давление на стружку, срезаемую периферийной режущей кромкой, и, следовательно, уменьшить интенсивность износа зубьев. Введение максимального переднего угла на этом участке снижает силы резания, действующие на переднюю поверхность зуба, уменьшенного по толщине, тем самым снижая колебания сил резаная в пределах одного оборота фрезы, что повышает качество боковых поверхностей зубьев нарезаемого колеса.
Таким образом, червячные фрезы с модифицированным профилем зубьев дают возможность повыси I ь с юй-кость в 2-3 раза, а следовательно, производительность процесса нарезания зубьев зубчатых колес.
Список литературы
1. Медведицков С.Н. Высокопроизводительное зубо-нарезание фрезами. - М.: Машиностроение, 1981. - 104 е., ил.
2. Патент 2131796, Российская Федерация, МПК7 С1 В23Р21/16 Фреза / Н.Я.Смольников, А.З.Сахаров, К.Е.Маринченко по заявке №93103070 от 16. 02.98.
3. Патент 2080219, Российская Федерация, МПК7 С1 В23Р21/16 Червячная фреза / Н.Я.Смольников, В.Ф.Чурбаков по заявке №93008973 от 17.02.93.
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ПРИКОНТАКТНОИ ЗОНЫ ПОРОШОК-ЦЕНТРАЛЬНОЕ ТЕЛО ПРИ НАГРУЖЕНИИ КОСОЙ УДАРНОЙ ВОЛНОЙ
А.Е. БУЗЮРКИН, научи, сотр., канд. физ.-мат. наук, ИТПМ им. С. А. Христиановича СО РАН,
Я.Л. ЛУКЬЯНОВ, научн. сотр. ИГиЛСОРАН, г. Новосибирск
Исследование физических процессов, которые происходят при взрывном нагружении пористых материалов обусловлено потребностями порошковой металлургии. Разработка новых конструкций, работающих при статических и динамических нагрузках в широком интервале температур, требует создания новых материалов, превосходящих по своим физико-механическим свойствам
традиционные металлы и сплавы. Особое место среди таких материалов занимают порошковые компакты.
Практически все методы компактирования порошковых сред, исключая взрывные, приводят к изменению структуры и свойств исходных материалов вследствие температурного воздействия в процессе изготовления. Кратковременность воздействия высоких температур и
18 № 3 (32) 2006
